القمر يزداد إثارة للاهتمام طوال الوقت! ولكن الآن تأتي أنباء "صادمة" تفيد بأن استكشاف الحفر القطبية يمكن أن يكون أصعب بكثير وأكثر خطورة مما كان يعتقد أصلاً. أظهر بحث جديد أنه مع تدفق الرياح الشمسية فوق العوائق الطبيعية على القمر ، مثل حواف الفوهات في القطبين ، يمكن شحن الفوهات إلى مئات الفولت. قال ويليام فاريل من مركز جودارد لرحلات الفضاء ، المؤلف الرئيسي لـ: "باختصار ، ما نكتشفه هو أن الحفر القطبية هي بيئات كهربائية غير معتادة للغاية ، وعلى وجه الخصوص يمكن أن يكون هناك شحن سطحي كبير في أسفل هذه الحفر". بحث جديد عن بيئة القمر.
إن اتجاه القمر للشمس يحافظ على قيعان الفوهات القطبية في ظل دائم ، مما يسمح بدرجات الحرارة هناك أن تنخفض تحت 400 درجة فهرنهايت تحت الصفر ، وهي باردة بما يكفي لتخزين المواد المتطايرة مثل الماء لمليارات السنين. وبالطبع ، فإن أي موارد قد تكمن في تلك الفوهات تهم أي مستكشفين مستقبليين ، في حالة عودة رواد الفضاء إلى القمر.
[/شرح]
"ومع ذلك ، تشير أبحاثنا إلى أنه بالإضافة إلى البرد الشرير ، قد يضطر المستكشفون والروبوتات في قاع الفوهات القمرية القطبية إلى التعامل مع بيئة كهربائية معقدة أيضًا ، والتي يمكن أن تؤثر على كيمياء السطح والتفريغ الثابت والتشبث بالغبار ، قال فاريل ، الذي يعد جزءًا من فريق Dream Lunar - فريق الاستجابة الديناميكية للبيئة في القمر (DREAM) لمعهد العلوم القمرية التابع لمعهد العلوم القمرية ، وهو أيضًا جزء من معهد العلوم القمرية التابع لناسا.
يمكن أن يؤدي تدفق الرياح الشمسية إلى الحفر إلى تآكل السطح ، مما يؤثر على جزيئات الماء المكتشفة حديثًا. يمكن أن يؤدي التفريغ الثابت إلى تقصير المعدات الحساسة ، في حين أن الغبار القمري اللزج والكاشط للغاية يمكن أن يتآكل بدلات الفضاء وقد يكون خطرًا إذا تم تعقبه داخل المركبة الفضائية واستنشاقه لفترات طويلة.
الرياح الشمسية هي غاز رقيق من مكونات الذرات المشحونة كهربائيًا - إلكترونات ذات شحنة سالبة وأيونات ذات شحنة موجبة - تهب باستمرار من سطح الشمس إلى الفضاء. نظرًا لأن القمر مائل قليلاً مقارنة بالشمس ، فإن الرياح الشمسية تتدفق أفقيًا تقريبًا فوق سطح القمر عند القطبين وعلى طول المنطقة حيث ينتقل النهار إلى الليل ، يسمى الفاصل.
ابتكر الباحثون محاكاة حاسوبية لاكتشاف ما يحدث عندما تتدفق الرياح الشمسية على حافة الفوهات القطبية. اكتشفوا أنه في بعض النواحي ، تتصرف الرياح الشمسية مثل الرياح على الأرض - تتدفق إلى الوديان القطبية العميقة وأرضيات الحفرة. على عكس الرياح على الأرض ، قد يخلق تكوين أيون الإلكترون المزدوج للرياح الشمسية شحنة كهربائية غير عادية على جانب الجبل أو جدار فوهة البركان. أي داخل الحافة أسفل تدفق الرياح الشمسية مباشرة.
بما أن الإلكترونات أخف بأكثر من 1000 مرة من الأيونات ، فإن الإلكترونات الأخف في الرياح الشمسية تندفع إلى حفرة أو وادي قمري قبل الأيونات الثقيلة ، مما يخلق منطقة ذات شحنة سالبة داخل الحفرة. تلتقط الأيونات في النهاية ، ولكن المطر في الحفرة بتركيزات أقل باستمرار من الإلكترونات. هذا الخلل في الحفرة يجعل الجدران الداخلية والأرضية تكتسب شحنة كهربائية سلبية. تكشف الحسابات أن تأثير فصل الإلكترون / أيون يكون أقصى حد على حافة فوهة البركان - على طول جدار فوهة البركان الداخلي وأرض فوهة البركان الأقرب إلى تدفق الرياح الشمسية. على طول هذه الحافة الداخلية ، تواجه الأيونات الثقيلة أكبر صعوبة في الوصول إلى السطح. بالمقارنة مع الإلكترونات ، فإنها تعمل مثل مقطورة مقطورة تكافح من أجل متابعة دراجة نارية. لا يمكنها أن تقوم بدور حاد على قمة الجبل مثل الإلكترونات.
قال فاريل: "تبني الإلكترونات سحابة إلكترونية على هذه الحافة الفاتحة لجدار وأرضية فوهة البركان ، والتي يمكن أن تخلق شحنة سالبة كبيرة بشكل غير معتاد لبضع مئات من فولت بالنسبة للرياح الشمسية الكثيفة التي تتدفق فوق القمة".
لن تتراكم الشحنة السلبية على طول حافة الريح هذه إلى أجل غير مسمى. في نهاية المطاف ، سيؤدي الجاذبية بين المنطقة المشحونة سلبًا والأيونات الموجبة في الرياح الشمسية إلى تدفق تيار كهربائي غير عادي آخر. يعتقد الفريق أن أحد المصادر المحتملة لهذا التيار قد يكون غبارًا مشحونًا بالسالب يتم صده بواسطة السطح المشحون بالسالب ، ويتم رفعه ويتدفق بعيدًا عن هذه المنطقة المشحونة للغاية. قال فاريل: "رأى رواد فضاء أبولو في وحدة القيادة المدارية أشعة باهتة في الأفق القمري خلال شروق الشمس ربما تكون مبعثرة للضوء من غبار علوي كهربائي". "بالإضافة إلى ذلك ، هبطت مهمة أبولو 17 في موقع مماثل لبيئة فوهة البركان - وادي توروس ليترو. اكتشفت تجربة القمري والنيازك القمرية التي تركها رواد أبولو 17 آثارًا من الغبار عند معابر الطرفية حيث تتدفق الرياح الشمسية تقريبًا أفقيًا ، على غرار الوضع فوق الحفر القطبية. "
قال جريجوري شميدت ، نائب مدير معهد ناسا للعلوم القمرية في مركز أبحاث أميس التابع لناسا ، موفيت فيلد ، كاليفورنيا: "إن هذا العمل المهم الذي قام به الدكتور فاريل وفريقه دليل آخر على أن رؤيتنا للقمر قد تغيرت بشكل كبير في السنوات الأخيرة". . "لديها بيئة ديناميكية ورائعة بدأنا نفهمها فقط."
تتضمن الخطوات التالية للفريق نماذج كمبيوتر أكثر تعقيدًا. "نريد تطوير نموذج ثلاثي الأبعاد بالكامل لدراسة آثار توسع الرياح الشمسية حول حواف الجبل. قال فاريل: "ندرس الآن التوسع الرأسي ، لكننا نريد أيضًا معرفة ما يحدث أفقيًا". في وقت مبكر من عام 2012 ، ستطلق ناسا مهمة مستكشف الغلاف الجوي والغبار القمري (LADEE) التي ستدور حول القمر ويمكن أن تبحث عن تدفقات الغبار التي تنبأت بها أبحاث الفريق.
تم نشر البحث في 24 مارس في مجلة البحوث الجيوفيزيائية.
المصدر: NLSI
